數(shù)控機(jī)床故障診斷與維護(hù)論文要點(diǎn)

1、2012-2013學(xué)年第一學(xué)期2010級數(shù)控機(jī)床故障診斷與維護(hù)期末考查論文題目 數(shù)控機(jī)床內(nèi)部器件工作原理及故障檢修所在學(xué)部：機(jī)電與信息工程學(xué)部專業(yè)班級： 10機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其 自動化 5班 姓 名：陳泳全學(xué) 號：12011005005 (05)數(shù)控機(jī)床內(nèi)部器件工作原理及故障檢修摘要： 數(shù)控機(jī)床是一種高投入的高效自動化機(jī)床，由于投資較高，所以降低數(shù)控機(jī)床的故 障率，縮短故障修復(fù)時(shí)間提高機(jī)床的利用率是一個(gè)重要的工作。因此在工作生產(chǎn)中，工 作人員懂得機(jī)床維修是比較重要。這里，我們結(jié)合 KND100（數(shù)控機(jī)床原理圖，需要了解 一些器件的名稱及工作原理，并學(xué)會如何檢測一些機(jī)床故障。關(guān)鍵詞：KND100C

2、數(shù)控機(jī)床，工作原理，故障檢測，器件數(shù)控機(jī)床各器件的名稱及工作原理1、KM接觸器接觸器是用來頻繁接通和斷開電動機(jī)或其他負(fù)載主電路， 是機(jī)床電動機(jī)主電路中最 重要的控制電器。通常分為交流接觸器和直流接觸器。交流接觸器是根據(jù)電磁原理工作 的，工作原理圖中當(dāng)電磁線圈 5通電后產(chǎn)生磁場，使靜鐵心 6 產(chǎn)生電磁吸力吸引動鐵心 4 向下運(yùn)動， 使常開主觸頭 1（一般三對） 閉合，同時(shí)常閉輔助觸頭 2（一般兩對） 斷開， 常開輔助觸頭 3（一般兩對）閉合。當(dāng)線圈斷電時(shí)，電磁力消失，動觸頭在彈簧 8 作用 下向上復(fù)位，各觸頭復(fù)原（即三對主觸頭斷開、兩對常閉輔助觸頭閉合、兩對常開輔助 觸頭斷開） 。直流接觸器與交

3、流接觸器的工作原理相同。 結(jié)構(gòu)也基本相同， 不同之處是， 鐵心線圈通以直流電，不會產(chǎn)生渦流和磁滯損耗，所以不發(fā)熱。11工作原理如下圖所示:2222777/777A0o交流接融器工作原理i1-主融頭2常閉輔助融頭3-常開輔助頭4-動鐵心丄5-電瑟線圈6-靜鐵心滅弧罩8碑簧口2、KA中間繼電器中間繼電器由固定鐵芯、動鐵芯、彈簧、動觸點(diǎn)、靜觸點(diǎn)、線圈、接線端子和外殼 組成。線圈通電，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的 拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電 磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點(diǎn)與原來的 靜

4、觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋放。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。 對于繼電器的 常開、常閉”觸點(diǎn)，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時(shí)處于斷開狀態(tài) 的靜觸點(diǎn)，稱為常開觸點(diǎn)”處于接通狀態(tài)的靜觸點(diǎn)稱為 常閉觸點(diǎn)”繼電器一般有兩 股電路，為低壓控制電路和高壓工作電路。結(jié)構(gòu)如下圖所示:銜鐵電磁堆電器觸點(diǎn)電磴鐵電動機(jī)TBSKtfe 源工件電路3、KT時(shí)間繼電器時(shí)間繼電器是利用空氣通過小孔節(jié)流的原理來獲得延時(shí)動作的。它由電磁系統(tǒng)、延時(shí)機(jī)構(gòu)和觸點(diǎn)三部分組成。當(dāng)線圈通電（電壓規(guī)格有ac380v、ac220v或dc220v、dc24v等）時(shí)，銜鐵及托板被鐵心吸引而瞬時(shí)下移，使瞬時(shí)動作觸點(diǎn)接通或斷開。但

5、是活塞桿 和杠桿不能同時(shí)跟著銜鐵一起下落，因?yàn)榛钊麠U的上端連著氣室中的橡皮膜，當(dāng)活塞桿 在釋放彈簧的作用下開始向下運(yùn)動時(shí)， 橡皮膜隨之向下凹，上面空氣室的空氣變得稀薄 而使活塞桿受到阻尼作用而緩慢下降。經(jīng)過一定時(shí)間，活塞桿下降到一定位置，便通過 杠桿推動延時(shí)觸點(diǎn)動作，使動斷觸點(diǎn)斷開，動合觸點(diǎn)閉合。從線圈通電到延時(shí)觸點(diǎn)完成 動作，這段時(shí)間就是繼電器的延時(shí)時(shí)間。延時(shí)時(shí)間的長短可以用螺釘調(diào)節(jié)空氣室進(jìn)氣孔 的大小來改變。吸引線圈斷電后，繼電器依靠恢復(fù)彈簧的作用而復(fù)原。空氣經(jīng)出氣孔被 迅速排出。4、TR開關(guān)電源開關(guān)電源的工作流程如下：電源輸入濾波器全橋整流直流濾波開關(guān)管（振蕩逆變）開關(guān)變壓器輸 出整流與

6、濾波。交流電源輸入經(jīng)整流濾波成直流通過高頻PWM脈沖寬度調(diào)制）信號控制開關(guān)管,將那個(gè)直流加到開關(guān)變壓器初級 上開關(guān)變壓器次級感應(yīng)出高頻電壓，經(jīng)整流濾波供給負(fù)載輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路,控制PWM占空比,以達(dá)到穩(wěn)定輸出的目 的交流電源輸入時(shí)一般要經(jīng)過厄流圈一類的東西 , 過濾掉電網(wǎng)上的干擾 , 同時(shí)也過濾 掉電源對電網(wǎng)的干擾 ; 在功率相同時(shí) , 開關(guān)頻率越高 , 開關(guān)變壓器的體積就越小 , 但對開 關(guān)管的要求就越高 ; 開關(guān)變壓器的次級可以有多個(gè)繞組或一個(gè)繞組有多個(gè)抽頭 , 以得到 需要的輸出 ; 一般還應(yīng)該增加一些保護(hù)電路 ,比如空載、短路等保護(hù), 否則可能會燒毀開 關(guān)電源 .

7、主要用于工業(yè)以及一些家用電器上，如電視機(jī)，電腦等。5、M 電動機(jī)電動機(jī)分步進(jìn)跟伺服電動機(jī)。步進(jìn)電動機(jī)工作原理：當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個(gè)脈沖 信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個(gè)固定的角度，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度 一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角度位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的木釘 同時(shí)可以通過控釋脈沖頻率來控制電極轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。同 理，XY軸驅(qū)動器的工作原理也都相同。伺服電動機(jī)工作原理：在自動控制系統(tǒng)中，用作 執(zhí)行元件，把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機(jī)軸上的角位移或角速度輸出。分為主流和交 流伺服電動機(jī)兩類，主要特點(diǎn)是，當(dāng)信號電壓為零時(shí)無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩

8、的增加 而勻速下降。同樣的， Z 軸驅(qū)動器的工作原理也就是一樣道理。6、T變壓器下圖為變壓器的原理簡體圖，當(dāng)一個(gè)正弦交流電壓 U1 加在初級線圈兩端時(shí)，導(dǎo)線 中就有交變電流11并產(chǎn)生交變磁通巾1,它沿著鐵芯穿過初級線圈和次級線圈形成閉合 的磁路。在次級線圈中感應(yīng)出互感電勢 U2,同時(shí)巾1也會在初級線圈上感應(yīng)出一個(gè)自感 電勢 E1， E1 的方向與所加電壓 U1 方向相反而幅度相近，從而限制了 I1 的大小。為了 保持磁通巾1的存在就需要有一定的電能消耗，并且變壓器本身也有一定的損耗，盡管 此時(shí)次級沒接負(fù)載，初級線圈中仍有一定的電流，這個(gè)電流我們稱為 “空載電流”。 如 果次級接上負(fù)載，次級線圈

9、就產(chǎn)生電流 12，并因此而產(chǎn)生磁通 也，收的方向與巾1相 反，起了互相抵消的作用，使鐵芯中總的磁通量有所減少，從而使初級自感電壓 E1 減 少，其結(jié)果使 I1 增大，可見初級電流與次級負(fù)載有密切關(guān)系。當(dāng)次級負(fù)載電流加大時(shí) 11增加，巾 1也增加，并且 巾 1增加部分正好補(bǔ)充了被 也所抵消的那部分磁通，以保持 鐵芯里總磁通量不變。<1)7、X、Y軸驅(qū)動器在X、Y軸方向移動，以校對位置，確保下刀的準(zhǔn)確，其工作原理與步進(jìn)電動機(jī)的 工作原理一樣。8 Z軸驅(qū)動器Z軸驅(qū)動器的工作原理也就是與伺服電動機(jī)的工作原理一樣。伺服電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子 是永磁鐵，驅(qū)動器控制的U/V/W三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的

10、作用下轉(zhuǎn)動，同時(shí) 電機(jī)自帶的編碼器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較，調(diào)整轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)動的角度。伺服電機(jī)的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。伺服電動機(jī)在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī) 是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。 又稱執(zhí)行電動機(jī)，在自動控制系統(tǒng)中，用作執(zhí)行元件，把所收到的電信號轉(zhuǎn)換成電動機(jī) 軸上的角位移或角速度輸出。分為直流和交流伺服電動機(jī)兩大類，其主要特點(diǎn)是，當(dāng)信 號電壓為零時(shí)無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。9、變頻器變頻器常見的頻率給定方式主要有：操作器鍵盤給定、接點(diǎn)信號給定、模擬信號給 定、脈沖信號給定和通訊方式給定等。這些頻率給定方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，必須按照實(shí)際的

11、需要進(jìn)行選擇設(shè)置，同時(shí)也可以根據(jù)功能需要選擇不同頻率給定方式之間的疊加和切 換。主電路是給異步電動機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類：電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。 電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變換為直流功率的“整流器”，吸收在變流器和逆變器產(chǎn)生的電壓脈 動的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”控制電路是給異步電動機(jī)供電(電壓、頻率可調(diào))的主電路提供控制信號的回路， 它有頻率、電壓的“運(yùn)算電路”，主電路的“電壓、電流檢測電路”，電動機(jī)的“速度 檢測電路

12、”，將運(yùn)算電路的控制信號進(jìn)行放大的“驅(qū)動電路”，以及逆變器和電動機(jī)的 “保護(hù)電路”組成。10、直流穩(wěn)壓電源直流穩(wěn)壓電源是一種將 220V 工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置，它需 要經(jīng)過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個(gè)環(huán)節(jié)才能完成。四個(gè)環(huán)節(jié)的工作原理如下：(1) 電源變壓器：是降壓變壓器，它將電網(wǎng) 220V 交流電壓變換成符合需要的交流電 壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。(2) 整流濾波電路：整流電路將交流電壓 Ui 變換成脈動的直流電壓。再經(jīng)濾波電路 濾除較大的紋波成分，輸出紋波較小的直流電壓 U1(3) 濾波電路：可以將整流電路輸出電壓中的交流成分大部分加以濾除，從

13、而得到 比較平滑的直流電壓 .(4) 穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù) 載的變化而變化。KND100(數(shù)控機(jī)床輔助裝置(照明燈、冷卻液)故障、回零故障檢查1、照明燈故障：照明燈故障原因：FA02 KM4常開觸點(diǎn)與工作燈的連接斷開、FA07繼電器KA6觸點(diǎn) 連接斷開、FA18繼電器KA6線圈連接斷開。檢查思路：應(yīng)先檢查控制工作燈電源的 KM4線圈是否有24VDC勺電壓輸入，再檢查控制 工作燈開關(guān)的繼電器KA6線圈有無24VDC勺電壓，最后檢查KM4常開主觸頭輸出到工作 燈有無24VDC勺電壓。檢查方法： (1)首先須按下操作面板的照明燈控制按鈕；然后選擇萬用表

14、的DC50V檔位，把負(fù)極(黑表筆)放在 046 (XB2-26)端上，用正極(紅表筆)分別測量繼電器KA6觸點(diǎn)的109(XB1-79)端和109A(XB2-137)端，檢查兩端有無24VDC勺電壓；再把負(fù) 極(黑表筆)放在045(XB2-26)端用正極(紅表筆)分別測量KA6線圈的138A(XB2-107) 端和138(XB2-77)端檢查兩端有無24VDC勺電壓；最后把萬用表的正極(紅表筆)放在049 (XB2-45)端上，用黑表筆分別測量 050 (XB2-46)端和050A(XB1-127)端，檢查兩 端有無24VDC勺電壓。若檢查到049與050端有24VDC勺電壓而049與050A端

15、沒有24VDC 的電壓，則說明FA02 KM4常開觸點(diǎn)與工作燈的連接斷開+24VDCGND046"羽工作燈電源1K(2)選擇萬用表的DC50V當(dāng)位，把負(fù)極(黑表筆)放在046 (XB2-26)端上，用正 極(紅表筆)分別測量繼電器 KA6觸點(diǎn)的109 (XB1-79)端和109A(XB2-137)端，檢查 兩端有無24VDC勺電壓；若檢查到041A端與109端有24VDC勺電壓而109A端沒有24VDC 的電壓，則說明FA07繼電器KA6觸點(diǎn)連接斷開。TR1m +24V6T0V1K(3)選擇萬用表的DC50V當(dāng)位把負(fù)極(黑表筆)放在045 (XB2-26)端用正極(紅表筆)分別測量K

16、A6線圈的138A(XB2-107)端和138(XB2-77)端檢查兩端有無24VDC的電壓；若檢測到045端與108端有24VDC的電壓而108A端沒有則FA18繼電器KA6線圈連接斷開廠1W曲水生=陰"工作燈幵關(guān)KA7主軸正轉(zhuǎn)-何d2、冷卻液故障：故障原因：FA08繼電器KA5觸點(diǎn)斷開和FA17繼電器KA5線圈連接斷開和FA41接觸 器KM5觸點(diǎn)連接斷開。用萬用表測量XB1-47和XB2-47,沒電壓。XB2-75和XB1-75,有電壓。說明繼電 器KA5觸點(diǎn)斷開，所以FA08有故障。測XB1-75和XB2-75,有電壓，XB1-75和XB2-47有電壓。所以KA5未閉合，繼電器

17、KA5 線圈連接斷開。所以FA17有故障。3、回零故障：故障原因：FA10 JDI1-10與535之間的連接斷開。檢查思路：應(yīng)先檢查控制 X,Y軸電源的KM2線圈是否有24VDC的電壓；再檢查KM2 主觸頭到開關(guān)電源TR2兩端有沒有220VAC的電壓；之后檢查開關(guān)電源 TR3的輸出兩端 有沒DC5V的電壓；再檢查驅(qū)動器輸出端到電機(jī)的電壓；最后檢查丫軸原點(diǎn)的輸入信號有無24VDC勺電壓。檢查方法：首先選擇萬用表的 AC50V檔位，把其中一支表筆放在 041A(XB1-19)上， 用另外一根表筆分別測量接觸器 KM2線圈的105(XB1-37)端和105A (XB2-141)端，檢 查兩端有無24

18、VAC的電壓；再選擇萬用表的 AC250V檔位，把其中一支表筆放在 062(XB2-38)端上，用另一根表筆分別測量 061 (XB2-112)端和061A(XB2-39)端，檢查 兩端有無220VAC的電壓；之后選擇萬用表的 DC10V檔位，把黑表筆放在054 (XB2-20) 端上，用紅表筆分別測量 053 (XB2-29)端和053A (XB1-24)端，檢查兩端有無 5VDC 的電壓；再選擇萬用表的 DC24V檔位，把正極(紅表筆)放在 046 (XB2-25)端上，用 負(fù)極(黑表筆)分別測量535 (XB1-123)端和535a (XB1-60)端，檢查兩端有無24VDC 的電壓；若檢查到046端與535端有24VDC的電壓而與535a沒有24VDC勺電壓，則說 明此處有故障。AU1 A 1U p 2窯 iWMXB1-119527 527aIB1-1ZO529 529a |XB1-121531 531aXB1-122533533aXBL-1Z3IB1-124537537arTR2【碩丨劇KE2-2024VAC III瞠039Bl-29B1-3DTRI)40XBl-26陰做吃5_24V剛